JP5330728B2 - Brushless motor drive device - Google Patents

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Description

本発明は、ブラシレスモータの駆動装置に係り、特に、永久磁石を有するロータと、複数相のステータコイルを有するステータと、を備えるブラシレスモータのロータ位置をセンサレスで検出するうえで好適なセンサレス駆動方式のブラシレスモータの駆動装置に関する。   The present invention relates to a brushless motor drive device, and more particularly to a sensorless drive system suitable for sensorless detection of the rotor position of a brushless motor comprising a rotor having a permanent magnet and a stator having a multi-phase stator coil. The present invention relates to a brushless motor driving apparatus.

従来、各相のステータコイルに生じる誘起電圧を利用してロータ位置を検出するブラシレスモータの駆動装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この駆動装置においては、各ステータコイルの端子電圧が検出されて、基準電圧と比較される。そして、その検出された端子電圧が基準電圧と交差したタイミングでロータが特定位置に達したことを示す位相信号が出力されて、モータ駆動のためのステータコイルへの通電が制御される。このため、かかる駆動装置によれば、ロータ位置を検出するための専用のセンサを設けることなく、各相のステータコイルに生じる誘起電圧を利用してロータ位置を検出し、ブラシレスモータの駆動制御を実行することができる。
特許第3308680号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, a brushless motor driving device that detects a rotor position by using an induced voltage generated in a stator coil of each phase is known (see, for example, Patent Document 1). In this drive device, the terminal voltage of each stator coil is detected and compared with a reference voltage. Then, a phase signal indicating that the rotor has reached a specific position is output at the timing when the detected terminal voltage intersects the reference voltage, and energization to the stator coil for driving the motor is controlled. For this reason, according to such a drive device, without providing a dedicated sensor for detecting the rotor position, the rotor position is detected using the induced voltage generated in the stator coil of each phase, and the drive control of the brushless motor is performed. Can be executed.
Japanese Patent No. 3308680

ところで、外来ノイズやリンギングノイズが発生することがあるが、これらのノイズ等がステータコイルの誘起電圧に重畳していると、正規の誘起電圧は基準電圧に達していないにもかかわらず、検出される電圧が基準電圧と交差して位相信号が誤って出力される事態が生じ得るため、正確なロータ位置検出が行われず、モータの駆動制御が適切に行われないものとなる。   By the way, external noise and ringing noise may occur. If these noises are superimposed on the induced voltage of the stator coil, the normal induced voltage is detected even though it does not reach the reference voltage. Therefore, the phase signal may be erroneously output by crossing the reference voltage, so that accurate rotor position detection is not performed and drive control of the motor is not appropriately performed.

上記した特許文献1記載の駆動装置においては、各相のステータコイルへの通電を制御するためのパルス幅変調信号の立ち下がりエッジを誘起電圧検出の判定タイミングとし、そのタイミングで検出される電圧を基準電圧と比較して位相信号の出力処理を行う。しかし、かかる装置でも、上記の判定タイミングでノイズが重畳していると、検出される電圧が基準電圧と交差して位相信号が誤って出力される事態が生じてしまう。また、かかる装置では、判定タイミングを生成するためにパルス幅変調信号の立ち下がりエッジを検知することが必要であるので、パルス幅変調信号がデューティ100%の信号であるとそもそもその立ち下がりエッジが検知されず、上記の判定タイミング自体を生成させることができず、その結果として、誘起電圧が基準電圧と交差するにもかかわらず位相信号が出力できない事態が起こり得る。   In the driving device described in Patent Document 1, the falling edge of the pulse width modulation signal for controlling the energization to the stator coil of each phase is used as the induced voltage detection determination timing, and the voltage detected at that timing is determined. Compared with the reference voltage, the phase signal is output. However, even in such a device, when noise is superimposed at the above-described determination timing, the detected voltage crosses the reference voltage and a phase signal is erroneously output. Further, in such an apparatus, since it is necessary to detect the falling edge of the pulse width modulation signal in order to generate the determination timing, if the pulse width modulation signal is a signal with a duty of 100%, the falling edge is originally It is not detected, and the above determination timing itself cannot be generated. As a result, there may occur a situation in which the phase signal cannot be output even though the induced voltage crosses the reference voltage.

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、パルス幅変調信号の状態にかかわらずロータ位置検出を可能としつつ、そのロータ位置検出を行うのにノイズの影響を抑制したノイズブラシレスモータの駆動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and a noise brushless motor capable of detecting the rotor position regardless of the state of the pulse width modulation signal and suppressing the influence of noise for detecting the rotor position. An object of the present invention is to provide a driving apparatus.

上記の目的は、各相のステータコイルに生じる誘起電圧に基づいてロータ位置を特定するロータ位置特定手段を備えるブラシレスモータの駆動装置であって、各相のステータコイルの端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、前記端子電圧検出手段により検出される前記端子電圧を、前記ロータ位置特定手段によりロータ位置を特定するうえで基準となる基準電圧と比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果として前記端子電圧が前記基準電圧以上又は以下である状態が所定時間継続するか否かを判定する時間判定手段と、前記時間判定手段により前記状態が前記所定時間継続したと判定した場合に、前記誘起電圧が前記基準電圧と交差したことを検出する誘起電圧検知手段と、前記所定時間を、各相のステータコイルへの通電を制御するためのパルス幅変調信号のデューティ比又はデューティ周期が大きくなるのに応じて長くする第1の判定時間変更手段と、を備えるブラシレスモータの駆動装置により達成される。
また、上記の目的は、各相のステータコイルに生じる誘起電圧に基づいてロータ位置を特定するロータ位置特定手段を備えるブラシレスモータの駆動装置であって、各相のステータコイルの端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、前記端子電圧検出手段により検出される前記端子電圧を、前記ロータ位置特定手段によりロータ位置を特定するうえで基準となる基準電圧と比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果として前記端子電圧が前記基準電圧以上又は以下である状態が所定時間継続するか否かを判定する時間判定手段と、前記時間判定手段により前記状態が前記所定時間継続したと判定した場合に、前記誘起電圧が前記基準電圧と交差したことを検出する誘起電圧検知手段と、前記所定時間を、各相のステータコイルへの通電を制御するためのパルス幅変調信号のデューティ比又はデューティ周期に応じてデューティオン時間又はデューティ周期より短い時間に設定する第1の判定時間変更手段と、を備えるブラシレスモータの駆動装置により達成される。
また、上記の目的は、各相のステータコイルに生じる誘起電圧に基づいてロータ位置を特定するロータ位置特定手段を備えるブラシレスモータの駆動装置であって、各相のステータコイルの端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、前記端子電圧検出手段により検出される前記端子電圧を、前記ロータ位置特定手段によりロータ位置を特定するうえで基準となる基準電圧と比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果として前記端子電圧が前記基準電圧以上又は以下である状態が所定時間継続するか否かを判定する時間判定手段と、前記時間判定手段により前記状態が前記所定時間継続したと判定した場合に、前記誘起電圧が前記基準電圧と交差したことを検出する誘起電圧検知手段と、前記所定時間を、前記基準電圧が大きくなるのに応じて長くする第2の判定時間変更手段と、を備えるブラシレスモータの駆動装置により達成される。
The above-described object is a brushless motor driving device including a rotor position specifying unit that specifies a rotor position based on an induced voltage generated in each phase of a stator coil, and detects a terminal voltage of each phase of a stator coil. As comparison results of detection means, comparison means for comparing the terminal voltage detected by the terminal voltage detection means with a reference voltage that serves as a reference in specifying the rotor position by the rotor position specifying means, and comparison results of the comparison means when the terminal voltage is determined to state the at reference voltage above or below and a time determining means for determining whether or not to continue a predetermined time, the state by the time determination means has continued the predetermined time, before Symbol and the induced voltage detecting means for induced voltage is detected to be intersected with the reference voltage, the predetermined time, controls the power supply to each phase of the stator coils Is achieved by a drive device for a brushless motor comprising a first determination time changing means duty ratio or duty cycle of the pulse width modulation signal is increased in response to the increase, the for.
Another object of the present invention is to provide a brushless motor driving device including a rotor position specifying unit that specifies a rotor position based on an induced voltage generated in each phase of the stator coil, and detects a terminal voltage of each phase of the stator coil. Comparison of the terminal voltage detection means, the comparison means for comparing the terminal voltage detected by the terminal voltage detection means with a reference voltage that is a reference for specifying the rotor position by the rotor position specifying means, and the comparison means As a result, when it is determined by the time determination means whether the state in which the terminal voltage is equal to or higher than the reference voltage continues for a predetermined time, and the time determination means determines that the state has continued for the predetermined time, Inductive voltage detection means for detecting that the induced voltage crosses the reference voltage, and the predetermined time, the energization of the stator coils of each phase is performed. A first determination time changing means for setting the duty on time or shorter than the duty cycle according to the duty ratio or duty cycle of the pulse width modulation signal for Gosuru is achieved by a drive device for a brushless motor comprising a.
Another object of the present invention is to provide a brushless motor driving device including a rotor position specifying unit that specifies a rotor position based on an induced voltage generated in each phase of the stator coil, and detects a terminal voltage of each phase of the stator coil. Comparison of the terminal voltage detection means, the comparison means for comparing the terminal voltage detected by the terminal voltage detection means with a reference voltage that is a reference for specifying the rotor position by the rotor position specifying means, and the comparison means As a result, when it is determined by the time determination means whether the state in which the terminal voltage is equal to or higher than the reference voltage continues for a predetermined time, and the time determination means determines that the state has continued for the predetermined time , response and the induced voltage detecting means for detecting that the pre-Symbol induced voltage crosses the reference voltage, the predetermined time, for the reference voltage increases A second determination time changing means for long Te is achieved by a drive device for a brushless motor comprising a.

この態様の発明においては、各相のステータコイルの端子電圧が検出されて基準電圧と比較される。そして、その検出された端子電圧が基準電圧以上又は以下である状態が所定時間継続すると、ロータ位置を特定するうえで基準となる誘起電圧の中性点が検出されて、ロータ位置が特定される。かかる構成においては、仮に各相のステータコイルへの通電を制御するためのパルス幅変調信号がデューティ100%の信号であっても、ロータ位置の検出が可能である。また、正規の誘起電圧とその誘起電圧に重畳する短時間のノイズとを区別することが可能となるので、ロータ位置検出にノイズが影響するのは抑制される。   In the invention of this aspect, the terminal voltage of the stator coil of each phase is detected and compared with the reference voltage. Then, when the detected terminal voltage is equal to or higher than the reference voltage for a predetermined time, the neutral point of the induced voltage that is a reference for specifying the rotor position is detected, and the rotor position is specified. . In such a configuration, the rotor position can be detected even if the pulse width modulation signal for controlling the energization of the stator coils of each phase is a signal with a duty of 100%. In addition, since it is possible to distinguish between the normal induced voltage and the short-time noise superimposed on the induced voltage, the influence of noise on the rotor position detection is suppressed.

尚、上記したブラシレスモータの駆動装置において、前記所定時間を、各相のステータコイルへの通電を制御するためのパルス幅変調信号のデューティ比又はデューティ周期に応じて変更する第1の判定時間変更手段を備えることとすれば、正規の誘起電圧と短時間のノイズとを区別する精度を向上させることができる。
この際、前記第1の判定時間変更手段は、更に、前記所定時間を、前記基準電圧が大きくなるのに応じて長くすることとしてもよい。
In the brushless motor driving apparatus described above, a first determination time change in which the predetermined time is changed according to a duty ratio or a duty cycle of a pulse width modulation signal for controlling energization to the stator coils of each phase. By providing the means, it is possible to improve the accuracy of distinguishing between the normal induced voltage and the short-time noise.
At this time, the first determination time changing means further the predetermined time may be longer depending on the prior SL reference voltage increases.

また、上記したブラシレスモータの駆動装置において、前記所定時間を、前記基準電圧に応じて変更する第2の判定時間変更手段を備えることとすれば、正規の誘起電圧と短時間のノイズとを区別する精度を向上させることができる。   Further, in the brushless motor driving apparatus described above, if the second determination time changing means for changing the predetermined time according to the reference voltage is provided, a normal induced voltage is distinguished from short-time noise. Accuracy can be improved.

ところで、上記したブラシレスモータの駆動装置において、前記ロータ位置特定手段により特定されるロータ位置に基づいて各相のステータコイルに通電するタイミングを制御する通電制御手段を備えることとすれば、ロータ位置に基づくモータの駆動制御を適切に行うことができる。   By the way, in the brushless motor driving apparatus described above, if it is provided with energization control means for controlling the timing of energizing the stator coils of each phase based on the rotor position specified by the rotor position specifying means, The drive control of the motor based on this can be performed appropriately.

本発明によれば、各相のステータコイルへの通電を制御するためのパルス幅変調信号の状態にかかわらずロータ位置検出を可能としつつ、そのロータ位置検出を行うのにノイズの影響を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to detect the rotor position regardless of the state of the pulse width modulation signal for controlling the energization to the stator coil of each phase, and to suppress the influence of noise in performing the rotor position detection. be able to.

以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施例であるブラシレスモータ10の駆動装置12の全体構成図を示す。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of a drive device 12 for a brushless motor 10 according to an embodiment of the present invention.

本実施例において、ブラシレスモータ10は、永久磁石を有するロータ(図示せず)と、三相U,V,Wのステータコイル14U,14V,14Wを有するステータ14と、を備えている。ステータコイル14U,14V,14Wは、各一端が共通に接続され、各他端が駆動装置12の備えるインバータ回路16の出力端子17U,17V,17Wに接続されるものとなっている。   In this embodiment, the brushless motor 10 includes a rotor (not shown) having permanent magnets and a stator 14 having three-phase U, V, W stator coils 14U, 14V, 14W. One end of each of the stator coils 14U, 14V, and 14W is connected in common, and the other end is connected to the output terminals 17U, 17V, and 17W of the inverter circuit 16 included in the drive device 12.

インバータ回路16は、直流電源18の正端子と負端子との間に6個のスイッチ素子20a,20b,22a,22b,24a,24bを三相ブリッジ接続することにより構成されている。各スイッチ素子20〜24は、例えばnチャネル型のMOSトランジスタである。各スイッチ素子20〜24にはそれぞれ、フリーホイールダイオード26が接続されている。スイッチ素子20aと20bとの共通接続点は上記の出力端子17Uであり、スイッチ素子22aと22bとの共通接続点は上記の出力端子17Vであり、スイッチ素子24aと24bとの共通接続点は上記の出力端子17Wである。各スイッチ素子20〜24はそれぞれ、駆動装置12の備える主制御回路48からの指示に従ってオン・オフされる。   The inverter circuit 16 is configured by connecting six switch elements 20a, 20b, 22a, 22b, 24a, and 24b between the positive terminal and the negative terminal of the DC power supply 18 in a three-phase bridge. Each switch element 20 to 24 is, for example, an n-channel MOS transistor. A free wheel diode 26 is connected to each of the switch elements 20 to 24. The common connection point between the switch elements 20a and 20b is the output terminal 17U, the common connection point between the switch elements 22a and 22b is the output terminal 17V, and the common connection point between the switch elements 24a and 24b is the above-described output terminal 17V. Output terminal 17W. Each of the switch elements 20 to 24 is turned on / off in accordance with an instruction from the main control circuit 48 provided in the driving device 12.

出力端子17U,17V,17Wには、コンパレータ30U,30V,30Wの非反転入力端子が接続されている。コンパレータ30U,30V,30Wの反転入力端子は、基準電圧端子32に接続されている。基準電圧端子32は、直流電源18の正端子と負端子との間に直列に設けられた分圧抵抗34,36の共通接続点である。コンパレータ30U,30V,30Wは、出力端子17U,17V,17Wに生じる端子電圧VU,VV,VWを基準電圧端子32の基準電圧と比較する。そして、端子電圧VU,VV,VWが基準電圧未満である場合にロー信号を出力し、一方、端子電圧VU,VV,VWが基準電圧以上である場合にハイ信号を出力する。   The non-inverting input terminals of the comparators 30U, 30V, and 30W are connected to the output terminals 17U, 17V, and 17W. The inverting input terminals of the comparators 30U, 30V, and 30W are connected to the reference voltage terminal 32. The reference voltage terminal 32 is a common connection point of voltage dividing resistors 34 and 36 provided in series between the positive terminal and the negative terminal of the DC power supply 18. The comparators 30U, 30V, and 30W compare the terminal voltages VU, VV, and VW generated at the output terminals 17U, 17V, and 17W with the reference voltage of the reference voltage terminal 32. A low signal is output when the terminal voltages VU, VV, and VW are less than the reference voltage, and a high signal is output when the terminal voltages VU, VV, and VW are equal to or higher than the reference voltage.

駆動装置12は、マイクロコンピュータを主体に構成された制御装置40を有している。制御装置40は、ブラシレスモータ10の駆動を制御する装置であり、そのモータ10の回転速度指示信号に基づいて出力調整を行うべくパルス幅変調(PWM)制御を行う。制御装置40は、選定回路42、カウンタ44、比較回路46、主制御回路48、電圧値監視回路50、判定時間生成回路52、及びPWW信号生成回路54を有している。   The drive device 12 has a control device 40 mainly composed of a microcomputer. The control device 40 is a device that controls the driving of the brushless motor 10 and performs pulse width modulation (PWM) control to adjust the output based on the rotation speed instruction signal of the motor 10. The control device 40 includes a selection circuit 42, a counter 44, a comparison circuit 46, a main control circuit 48, a voltage value monitoring circuit 50, a determination time generation circuit 52, and a PWW signal generation circuit 54.

上記したコンパレータ30U,30V,30Wの出力端子は、選定回路42の入力端子に接続されている。コンパレータ30U,30V,30Wの出力は、選定回路42に供給される。選定回路42は、主制御回路48にも接続されており、主制御回路48からの指示に従って監視対象となる相を特定し、その相に対応するコンパレータ30U,30V,30Wの出力を選定する。   The output terminals of the comparators 30U, 30V, 30W are connected to the input terminal of the selection circuit 42. The outputs of the comparators 30U, 30V, and 30W are supplied to the selection circuit 42. The selection circuit 42 is also connected to the main control circuit 48, specifies the phase to be monitored according to the instruction from the main control circuit 48, and selects the outputs of the comparators 30U, 30V, 30W corresponding to the phase.

選定回路42の出力端子は、カウンタ44の入力端子に接続されている。選定回路42の出力は、カウンタ44に供給される。カウンタ44は、選定回路42で選定されたコンパレータ30U,30V,30Wの出力がハイ信号である場合にそのハイ時間Tcを測定し、一方、その出力がロー信号である場合にそのロー時間Tcを測定する。カウンタ44の出力端子は、比較回路46の入力端子に接続されている。カウンタ44の出力は、比較回路46に供給される。比較回路46は、判定時間生成回路52にも接続されており、カウンタ44から供給されるハイ時間又はロー時間Tcを、判定時間生成回路52から供給される後述の判定時間Tpと比較する。   The output terminal of the selection circuit 42 is connected to the input terminal of the counter 44. The output of the selection circuit 42 is supplied to the counter 44. The counter 44 measures the high time Tc when the output of the comparators 30U, 30V, 30W selected by the selection circuit 42 is a high signal, while the low time Tc is measured when the output is a low signal. taking measurement. The output terminal of the counter 44 is connected to the input terminal of the comparison circuit 46. The output of the counter 44 is supplied to the comparison circuit 46. The comparison circuit 46 is also connected to the determination time generation circuit 52 and compares the high time or the low time Tc supplied from the counter 44 with a later-described determination time Tp supplied from the determination time generation circuit 52.

PWM信号生成回路54の入力端子には、ブラシレスモータ10の回転速度指示信号と実際の回転速度検出信号との差がゼロとなるようなPWMのデューティ比を指示する信号(PWM_Duty指示信号)が供給される。PWM信号生成回路54は、供給されるPWM_Duty指示信号に基づいてその指示されたデューティ比を有するPWM信号を生成する。   A signal (PWM_Duty instruction signal) indicating a PWM duty ratio is supplied to the input terminal of the PWM signal generation circuit 54 so that the difference between the rotation speed instruction signal of the brushless motor 10 and the actual rotation speed detection signal is zero. Is done. The PWM signal generation circuit 54 generates a PWM signal having the instructed duty ratio based on the supplied PWM_Duty instruction signal.

上記した比較回路46の出力端子及びPWM信号生成回路54の出力端子は共に、主制御回路48の入力端子に接続されている。比較回路46の出力及びPWM信号生成回路54の出力は共に、主制御回路48に供給される。主制御回路48は、上記した6つのスイッチ素子20〜24の入力端子(ゲート端子)に接続する6つの出力ポートを有している。   Both the output terminal of the comparison circuit 46 and the output terminal of the PWM signal generation circuit 54 are connected to the input terminal of the main control circuit 48. Both the output of the comparison circuit 46 and the output of the PWM signal generation circuit 54 are supplied to the main control circuit 48. The main control circuit 48 has six output ports connected to the input terminals (gate terminals) of the six switch elements 20 to 24 described above.

主制御回路48は、比較回路46からの出力に基づいてロータの位置検出を行って、ステータコイル14U,14V,14Wへの通電タイミングを計算する。そして、各ステータコイル14U,14V,14Wを通電する際にインバータ回路16のスイッチ素子20〜24へ供給すべきゲート信号を、PWM信号生成回路54からのPWM信号により変調して出力ポートから各スイッチ素子20〜24へ供給する。また、主制御回路48は、検出したロータ位置に基づいてロータ位置検出のため監視対象とすべき相(具体的には、非通電相)を特定して、その情報を選定回路42へ供給する。   The main control circuit 48 detects the position of the rotor based on the output from the comparison circuit 46, and calculates the energization timing to the stator coils 14U, 14V, 14W. The gate signal to be supplied to the switch elements 20 to 24 of the inverter circuit 16 when the stator coils 14U, 14V, and 14W are energized is modulated by the PWM signal from the PWM signal generation circuit 54, and each switch is output from the output port. Supply to elements 20-24. Further, the main control circuit 48 specifies a phase (specifically, a non-energized phase) to be monitored for rotor position detection based on the detected rotor position, and supplies the information to the selection circuit 42. .

また、抵抗34と抵抗36との共通接続点である基準電圧端子32には、電圧値監視回路50の入力端子が接続されている。電圧値監視回路50は、直流電源18に生ずる電源電圧(具体的には、抵抗34と抵抗36とにより分圧された基準電圧)を監視する回路である。尚、基準電圧端子32の基準電圧は、直流電源18の電源電圧と接地電圧とのほぼ中間の電圧(中性点)に設定されている。   An input terminal of the voltage value monitoring circuit 50 is connected to the reference voltage terminal 32 that is a common connection point between the resistor 34 and the resistor 36. The voltage value monitoring circuit 50 is a circuit that monitors a power supply voltage (specifically, a reference voltage divided by the resistor 34 and the resistor 36) generated in the DC power supply 18. Note that the reference voltage at the reference voltage terminal 32 is set to a voltage (neutral point) approximately halfway between the power supply voltage of the DC power supply 18 and the ground voltage.

上記したPWM信号生成回路54の出力端子及び電圧値監視回路50の出力端子は共に、判定時間生成回路52の入力端子に接続されている。PWM信号生成回路54の出力及び電圧値監視回路50の出力は共に、判定時間生成回路52に供給される。判定時間生成回路52は、後に詳述する如く、PWM信号生成回路54からの出力及び電圧値監視回路50からの出力に基づいて、比較回路46に供給すべき判定時間Tpを計算して、その情報を比較回路46へ供給する。   Both the output terminal of the PWM signal generation circuit 54 and the output terminal of the voltage value monitoring circuit 50 are connected to the input terminal of the determination time generation circuit 52. Both the output of the PWM signal generation circuit 54 and the output of the voltage value monitoring circuit 50 are supplied to the determination time generation circuit 52. The determination time generation circuit 52 calculates the determination time Tp to be supplied to the comparison circuit 46 based on the output from the PWM signal generation circuit 54 and the output from the voltage value monitoring circuit 50, as will be described in detail later. Information is supplied to the comparison circuit 46.

次に、図2を参照して、本実施例のブラシレスモータ10の駆動装置12の動作について説明する。図2は、本実施例のブラシレスモータ10の駆動装置12におけるロータ位置検出を行うための動作タイムチャートを示す。   Next, the operation of the driving device 12 of the brushless motor 10 of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an operation time chart for detecting the rotor position in the driving device 12 of the brushless motor 10 of this embodiment.

本実施例において、制御装置40は、インバータ回路16のスイッチ素子20〜24へ供給すべき入力(ゲート信号)を制御することにより、ブラシレスモータ10のU相、V相、及びW相の各ステータコイル14U,14V,14Wに対する通電を制御して、ブラシレスモータ10の回転駆動を制御する。   In the present embodiment, the control device 40 controls the inputs (gate signals) to be supplied to the switch elements 20 to 24 of the inverter circuit 16, whereby each of the U-phase, V-phase, and W-phase stators of the brushless motor 10. The energization of the coils 14U, 14V, and 14W is controlled to control the rotational drive of the brushless motor 10.

ステータコイル14U,14V,14Wに対する通電が制御されると、そのステータコイル14U,14V,14Wに誘起される誘起電圧が発生する。各ステータコイル14U,14V,14Wに対する通電制御は、120°通電と60°非通電とを交互に行うことにより実現されると共に、各相間で120°ずつずらして行われる。そして、かかる通電制御が行われる際には、非通電相に誘起電圧が発生する。   When energization of the stator coils 14U, 14V, and 14W is controlled, an induced voltage is generated in the stator coils 14U, 14V, and 14W. The energization control for each of the stator coils 14U, 14V, and 14W is realized by alternately performing 120 ° energization and 60 ° non-energization, and is performed while being shifted by 120 ° between the phases. When such energization control is performed, an induced voltage is generated in the non-energized phase.

例えば、ステータコイル14U,14V,14Wに対する通電状態が通電から非通電へ切り替えられると、ステータコイル14U,14V,14Wに、基準電圧を基準として正又は負の方向にパルス状の逆起電力が発生し、その後、誘起電圧が誘起されてその誘起電圧が増加する。この誘起電圧は、ステータコイル14U,14V,14Wに接続する出力端子17U,17V,17Wの端子電圧VU,VV,VWとして出力される。そして、非通電が60°継続すると、通電状態が非通電から通電へ切り替えられる。かかる切り替えが行われると、以後、通電状態が通電から非通電へ切り替えられるまで、出力端子17U,17V,17Wに基準電圧を基準とした正又は負の一定電圧が現われる。そして、通電が120°継続すると、通電状態が通電から非通電へ切り替えられ、ステータコイル14U,14V,14Wに基準電圧を基準として負又は正の方向にパルス状の逆起電力が発生する。   For example, when the energization state of the stator coils 14U, 14V, and 14W is switched from energization to non-energization, a pulsed back electromotive force is generated in the stator coils 14U, 14V, and 14W in the positive or negative direction with reference to the reference voltage. Then, an induced voltage is induced and the induced voltage increases. This induced voltage is output as terminal voltages VU, VV, VW of the output terminals 17U, 17V, 17W connected to the stator coils 14U, 14V, 14W. When the non-energization continues for 60 °, the energized state is switched from non-energized to energized. After such switching, a positive or negative constant voltage based on the reference voltage appears at the output terminals 17U, 17V, and 17W until the energized state is switched from energized to non-energized. When energization continues for 120 °, the energized state is switched from energized to non-energized, and pulsed counter electromotive force is generated in the stator coils 14U, 14V, and 14W in the negative or positive direction with reference to the reference voltage.

制御装置40は、各相(非通電相)の出力端子17U,17V,17Wに現われる誘起電圧を利用してロータ位置を検出する。すなわち、ステータコイル14U,14V,14Wに接続する出力端子17U,17V,17Wの端子電圧VU,VV,VWは、コンパレータ30U,30V,30Wの非反転入力端子に入力される。また、コンパレータ30U,30V,30Wの反転入力端子には、直流電源18の正端子と負端子との間に直列に設けられた分圧抵抗34,36により分圧された基準電圧端子32の基準電圧が入力される。   The control device 40 detects the rotor position using the induced voltage appearing at the output terminals 17U, 17V, and 17W of each phase (non-energized phase). That is, the terminal voltages VU, VV, VW of the output terminals 17U, 17V, 17W connected to the stator coils 14U, 14V, 14W are input to the non-inverting input terminals of the comparators 30U, 30V, 30W. Further, the inverting input terminals of the comparators 30U, 30V, and 30W are connected to the reference voltage terminal 32 divided by the voltage dividing resistors 34 and 36 provided in series between the positive terminal and the negative terminal of the DC power supply 18. A voltage is input.

コンパレータ30U,30V,30Wは、端子電圧VU,VV,VWを基準電圧と比較して、両者のクロス点を検出し、ハイ又はローの位相信号を出力する。主制御回路48は、非通電相に対応するコンパレータ30U,30V,30W側から位相信号が供給されるタイミングに基づいて、ロータ位置を特定し、パルス状の位置信号を生成する。そして、その位置信号のハイとローとの切替タイミングから通電相と非通電相とを切り替えるべき時間(30°)を算出し、その時間に至ったタイミングで通電状態の切り替えを行う。   The comparators 30U, 30V, and 30W compare the terminal voltages VU, VV, and VW with a reference voltage, detect a cross point between them, and output a high or low phase signal. The main control circuit 48 specifies the rotor position based on the timing at which the phase signal is supplied from the comparators 30U, 30V, 30W corresponding to the non-energized phase, and generates a pulsed position signal. Then, a time (30 °) for switching between the energized phase and the non-energized phase is calculated from the switching timing of the position signal between high and low, and the energized state is switched at the timing when that time is reached.

主制御回路48は、上記の如く演算した通電状態の切り替えタイミングに従ってインバータ回路16の6つのスイッチ素子20〜24を順次オン・オフさせて、ステータコイル14U,14V,14Wの通電を行い、そして、ブラシレスモータ10を回転駆動させる。   The main control circuit 48 sequentially turns on and off the six switch elements 20 to 24 of the inverter circuit 16 according to the switching timing of the energized state calculated as described above, and energizes the stator coils 14U, 14V, and 14W, and The brushless motor 10 is driven to rotate.

ところで、本実施例において、制御装置40は、ブラシレスモータ10の回転速度指示信号と実際の回転速度検出信号との差がゼロとなるように出力調整を行うべくPWM制御を行う。このため、インバータ回路16のスイッチ素子20〜24へ供給されるゲート信号はPWM変調されるので、出力端子17U,17V,17Wの端子電圧VU,VV,VWはパルス状の電圧となり、コンパレータ30U,30V,30Wの出力である位相信号もパルス状になる。   By the way, in the present embodiment, the control device 40 performs PWM control so as to adjust the output so that the difference between the rotational speed instruction signal of the brushless motor 10 and the actual rotational speed detection signal becomes zero. Therefore, since the gate signals supplied to the switch elements 20 to 24 of the inverter circuit 16 are PWM-modulated, the terminal voltages VU, VV, VW of the output terminals 17U, 17V, 17W become pulse voltages, and the comparators 30U, 30U, The phase signal that is the output of 30V and 30W also has a pulse shape.

一方、非通電相の出力端子17U,17V,17Wの端子電圧VU,VV,VWには、ステータコイル14U,14V,14Wに誘起される正規の誘起電圧以外に、外来ノイズやリンギングノイズが重畳することがある。この場合、正規の誘起電圧が基準電圧に達していないにもかかわらず、端子電圧VU,VV,VWが基準電圧と交差して位相信号が誤って出力される事態が生じ、正確なロータ位置検出が行われず、ブラシレスモータ10の駆動制御が適切に行われないものとなる。   On the other hand, external noise and ringing noise are superimposed on the terminal voltages VU, VV, VW of the non-energized phase output terminals 17U, 17V, 17W in addition to the normal induced voltages induced in the stator coils 14U, 14V, 14W. Sometimes. In this case, even though the normal induced voltage does not reach the reference voltage, the terminal voltages VU, VV, and VW cross the reference voltage and a phase signal is erroneously output, so that accurate rotor position detection is performed. Is not performed, and the drive control of the brushless motor 10 is not appropriately performed.

尚、PWM信号生成回路54からのPWM信号の立ち下がりエッジを誘起電圧検出の判定タイミングとし、そのタイミングで検出される端子電圧VU,VV,VWを基準電圧と比較して位相信号の出力処理を行うことが考えられる。しかし、この構成でも、上記したノイズ等に起因して検出される端子電圧VU,VV,VWが基準電圧と交差して位相信号が誤って出力される事態が生じてしまう。また、かかる装置では、判定タイミングを生成するためにPWM信号の立ち下がりエッジを検知することが必要であるので、PWM信号がデューティ100%の信号であるとそもそもその立ち下がりエッジが検知されず、上記の判定タイミング自体を生成させることができず、その結果として、正規の誘起電圧が基準電圧と交差するにもかかわらず位相信号が出力できない事態が起こり得る。   The falling edge of the PWM signal from the PWM signal generation circuit 54 is used as the induced voltage detection determination timing, and the terminal voltage VU, VV, VW detected at that timing is compared with the reference voltage to perform the phase signal output processing. It is possible to do it. However, even in this configuration, the terminal voltage VU, VV, VW detected due to the above-described noise or the like crosses the reference voltage, and a phase signal is erroneously output. Further, in such a device, since it is necessary to detect the falling edge of the PWM signal in order to generate the determination timing, if the PWM signal is a signal having a duty of 100%, the falling edge is not detected in the first place. The determination timing itself cannot be generated, and as a result, a situation may occur in which the phase signal cannot be output even though the normal induced voltage crosses the reference voltage.

そこで、本実施例のブラシレスモータ10の駆動装置12は、かかる事態を防止してロータ位置検出を適切に行うこととしている。以下、図3乃至図5を参照して、本実施例の特徴部について説明する。   Therefore, the driving device 12 of the brushless motor 10 of the present embodiment prevents such a situation and appropriately detects the rotor position. Hereafter, the characteristic part of a present Example is demonstrated with reference to FIG. 3 thru | or FIG.

図3は、本実施例のブラシレスモータ10の駆動装置12における特徴的な動作タイムチャートを示す。図4は、本実施例のブラシレスモータ10の駆動装置12において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。また、図5は、本実施例のブラシレスモータ10の駆動装置12において判定時間Tpを計算するうえで用いるマップを表した図を示す。   FIG. 3 shows a characteristic operation time chart in the driving device 12 of the brushless motor 10 of this embodiment. FIG. 4 shows a flowchart of an example of a control routine executed in the driving device 12 of the brushless motor 10 of the present embodiment. FIG. 5 shows a map used to calculate the determination time Tp in the driving device 12 of the brushless motor 10 of the present embodiment.

本実施例の駆動装置12において、制御装置40は、判定時間生成回路52において、PWM信号生成回路54から供給されるPWM信号に基づいてそのPWM信号のデューティオン時間を測定し(ステップ100)、及び/又は、電圧値監視回路50から供給される基準電圧に基づいて、直流電源18の電源電圧を検知する(ステップ102)。そして、そのデューティオン時間及び/又は電源電圧値に基づいて比較回路46で用いるべき判定時間Tpを計算して生成する(ステップ104)。   In the drive device 12 of the present embodiment, the control device 40 measures the duty-on time of the PWM signal based on the PWM signal supplied from the PWM signal generation circuit 54 in the determination time generation circuit 52 (step 100). And / or the power supply voltage of the DC power supply 18 is detected based on the reference voltage supplied from the voltage value monitoring circuit 50 (step 102). Then, a determination time Tp to be used in the comparison circuit 46 is calculated and generated based on the duty on time and / or the power supply voltage value (step 104).

具体的には、判定時間生成回路52は、PWM信号の現状でのデューティオン時間よりも短い例えばその90%を判定時間Tpとして設定し(図5(A))、また、電源電圧値に応じた判定時間Tp具体的には電源電圧値が大きいほど長い判定時間Tp(例えば、電圧値16ボルトのとき10μs、電圧値12ボルトのとき8μs、電圧値8ボルトのとき6μs)を計算する(図5(B))。尚、PWM信号の現状でのデューティオン時間よりも短い例えば50%の時間(但し、デューティオン時間単独で判定時間Tpを設定する場合よりも短い時間)と、電源電圧値に応じた時間(但し、電源電圧値単独で判定時間Tpを設定する場合よりも短い時間;例えば、電圧値16ボルトのとき5μs、電圧値12ボルトのとき4μs、電圧値8ボルトのとき3μs)と、を加算した時間を、判定時間Tpとして設定することとしてもよい。   Specifically, the determination time generation circuit 52 sets, for example, 90% shorter than the current duty-on time of the PWM signal as the determination time Tp (FIG. 5A), and also according to the power supply voltage value. Specifically, the longer the power supply voltage value, the longer the determination time Tp (for example, 10 μs when the voltage value is 16 volts, 8 μs when the voltage value is 12 volts, and 6 μs when the voltage value is 8 volts) is calculated (FIG. 5 (B)). For example, a time of 50% shorter than the current duty on time of the PWM signal (however, a time shorter than the case where the determination time Tp is set by the duty on time alone) and a time corresponding to the power supply voltage value (however, , A time shorter than the case where the determination time Tp is set solely by the power supply voltage value; for example, 5 μs when the voltage value is 16 volts, 4 μs when the voltage value is 12 volts, and 3 μs when the voltage value is 8 volts) May be set as the determination time Tp.

また、制御装置40は、非通電相に対応するカウンタ44において、コンパレータ30U,30V,30Wの出力がハイ信号又はロー信号である場合すなわち出力端子17U,17V,17Wの端子電圧VU,VV,VWが基準電圧以上又は以下である場合、その端子電圧VU,VV,VWが基準電圧以上であるハイ状態又は基準電圧以下であるロー状態が継続するハイ時間又はロー時間Tcを測定する(ステップ106)。   Further, in the counter 44 corresponding to the non-energized phase, the control device 40 uses the terminal voltages VU, VV, VW of the output terminals 17U, 17V, 17W when the outputs of the comparators 30U, 30V, 30W are high signals or low signals. Is equal to or higher than the reference voltage, the high time or the low time Tc during which the terminal voltage VU, VV, VW is in the high state where the terminal voltage is higher than the reference voltage or the low state where the terminal voltage is lower than the reference voltage continues is measured (step 106). .

判定時間生成回路52により計算・設定された判定時間Tpの情報、及び、カウンタ44により測定されたハイ時間又はロー時間Tcの情報は、比較回路46に供給される。制御装置40は、比較回路46において、カウンタ44からのハイ時間又はロー時間Tcを判定時間生成回路52からの判定時間Tpと比較し、ハイ時間又はロー時間Tcが判定時間Tp以上であるか否かを判別する(ステップ108)。   Information on the determination time Tp calculated and set by the determination time generation circuit 52 and information on the high time or low time Tc measured by the counter 44 are supplied to the comparison circuit 46. In the comparison circuit 46, the control device 40 compares the high time or low time Tc from the counter 44 with the determination time Tp from the determination time generation circuit 52, and determines whether or not the high time or low time Tc is equal to or greater than the determination time Tp. Is determined (step 108).

そして、比較回路46は、ハイ時間又はロー時間Tcが判定時間Tp以上であると判別した場合は、端子電圧VU,VV,VWと基準電圧とのクロス点を検出し、ハイの位相信号を主制御回路48へ向けて出力する。制御装置40は、主制御回路48において、比較回路46からハイの位相信号が供給されるタイミングに基づいて、ステータコイル14U,14V,14Wに誘起される誘起電圧が基準電圧と交差したことを検知し、ロータ位置を特定する(ステップ110)。そして、その特定したロータ位置から電気角30°に相当する時間が経過したタイミングで通電相と非通電相との切り替えを行う。   When the comparison circuit 46 determines that the high time or the low time Tc is equal to or greater than the determination time Tp, the comparison circuit 46 detects the cross points of the terminal voltages VU, VV, VW and the reference voltage, and outputs the high phase signal as the main signal. Output to the control circuit 48. The control device 40 detects in the main control circuit 48 that the induced voltage induced in the stator coils 14U, 14V, 14W crosses the reference voltage based on the timing when the high phase signal is supplied from the comparison circuit 46. Then, the rotor position is specified (step 110). Then, switching between the energized phase and the non-energized phase is performed at a timing when a time corresponding to an electrical angle of 30 ° has elapsed from the specified rotor position.

一方、比較回路46は、ハイ時間又はロー時間Tcが判定時間Tp未満であると判別した場合は、ローの位相信号を主制御回路48へ向けて出力する。制御装置40は、主制御回路48において、ローの位相信号が供給されている場合は、端子電圧VU,VV,VWにノイズ等が重畳されている可能性があると判定する(ステップ112)。   On the other hand, when the comparison circuit 46 determines that the high time or the low time Tc is less than the determination time Tp, the comparison circuit 46 outputs a low phase signal to the main control circuit 48. When the low phase signal is supplied in the main control circuit 48, the control device 40 determines that there is a possibility that noise or the like is superimposed on the terminal voltages VU, VV, VW (step 112).

このように本実施例の駆動装置12においては、端子電圧VU,VV,VWが基準電圧以上であるハイ状態又は基準電圧以下であるロー状態が継続するハイ時間又はロー時間Tcを測定して、そのハイ時間又はロー時間Tcが判定時間Tp以上となった場合にステータコイル14U,14V,14Wに誘起される誘起電圧が基準電圧と交差したことを検知し、ロータ位置を特定する。すなわち、端子電圧VU,VV,VWが基準電圧以上であるハイ状態又は基準電圧以下であるロー状態が少なくとも判定時間Tpだけ継続しなければ、ステータコイル14U,14V,14Wに誘起される誘起電圧が基準電圧と交差したことを検知することはない。   Thus, in the driving device 12 of the present embodiment, the high time or the low time Tc in which the high state in which the terminal voltages VU, VV, VW are higher than the reference voltage or the low state in which the terminal voltage is lower than the reference voltage continues is measured, When the high time or low time Tc is equal to or greater than the determination time Tp, it is detected that the induced voltage induced in the stator coils 14U, 14V, 14W intersects the reference voltage, and the rotor position is specified. That is, if the high state where the terminal voltages VU, VV, VW are higher than the reference voltage or the low state where the terminal voltages are lower than the reference voltage does not continue for at least the determination time Tp, the induced voltage induced in the stator coils 14U, 14V, 14W is It does not detect crossing with the reference voltage.

かかる構成においては、ブラシレスモータ10を駆動制御する際、ロータ位置に応じてステータコイル14U,14V,14Wに誘起される正規の誘起電圧と、その誘起電圧に重畳する短時間の外部ノイズやリンギングノイズとを区別することが可能である。このため、ステータコイル14U,14V,14Wの誘起電圧を利用してロータ位置を検出するうえでノイズの影響を抑制することが可能となる。   In such a configuration, when the brushless motor 10 is driven and controlled, a normal induced voltage induced in the stator coils 14U, 14V, and 14W according to the rotor position, and a short time external noise or ringing noise superimposed on the induced voltage. Can be distinguished. For this reason, it is possible to suppress the influence of noise when detecting the rotor position using the induced voltages of the stator coils 14U, 14V, and 14W.

また、本実施例の駆動装置12においては、ハイ時間又はロー時間Tcが比較される判定時間Tpを、PWM信号の現状のデューティオン時間に応じて変更する。具体的には、そのデューティオン時間に応じてそのデューティオン時間よりも短い時間(例えばその90%)に設定する。また、その判定時間Tpを、電源電圧(具体的には、基準電圧)に応じて変更する。具体的には、電源電圧が小さいほど短い時間に設定する。   In the driving device 12 of this embodiment, the determination time Tp for comparing the high time or the low time Tc is changed according to the current duty-on time of the PWM signal. Specifically, a time shorter than the duty on time (for example, 90% thereof) is set according to the duty on time. The determination time Tp is changed according to the power supply voltage (specifically, the reference voltage). Specifically, the time is set shorter as the power supply voltage is smaller.

かかる構成においては、PWM信号が何れのデューティ比を有するものであっても(特に、高いデューティ比を有するものであれば)、そのデューティオン時間を超えて判定時間Tpが設定されることは常に回避されるので、ノイズと正規の誘起電圧とを区別する精度を向上させることができ、その結果として、ノイズをできるだけ排除しつつロータ位置の検出を行うことができる。また、ノイズの大きさ(幅)は電源電圧の大きさに比例するが、上記した構成においては、電源電圧が大きいほど長い判定時間Tpが設定されるので、ノイズと正規の誘起電圧とを区別する精度を向上させることができ、その結果として、ノイズをできるだけ排除しつつロータ位置の検出を行うことができる。   In such a configuration, even if the PWM signal has any duty ratio (especially if it has a high duty ratio), the determination time Tp is always set beyond the duty on time. Therefore, it is possible to improve the accuracy of discriminating between the noise and the normal induced voltage, and as a result, it is possible to detect the rotor position while eliminating the noise as much as possible. Further, although the magnitude (width) of noise is proportional to the magnitude of the power supply voltage, in the above configuration, the longer the determination time Tp is set as the power supply voltage is larger, the noise is distinguished from the normal induced voltage. As a result, the rotor position can be detected while eliminating noise as much as possible.

一方ここで、本実施例においては、ステータコイル14U,14V,14Wに誘起される誘起電圧が基準電圧と交差したことを検知するのに、コンパレータ30U,30V,30Wの出力がハイ信号となる状態又はロー信号となる状態が判定時間Tp継続することが必要であるので、その判定時間Tp分だけ遅れが生じるおそれがある。   On the other hand, in this embodiment, in order to detect that the induced voltage induced in the stator coils 14U, 14V, 14W crosses the reference voltage, the output of the comparators 30U, 30V, 30W becomes a high signal. Alternatively, since it is necessary for the state to become a low signal to continue for the determination time Tp, there is a possibility that a delay is caused by the determination time Tp.

これに対して、本実施例において、ステータコイル14U,14V,14Wの誘起電圧が基準電圧と交差した後、電気角30°に相当する時間が経過したタイミングで通電相と非通電相との切り替えが行われる。すなわち、誘起電圧と基準電圧との交差後、電気角30°に相当する時間が経過するまで駆動制御は行われず、通電相と非通電相との切り替えを行うことは不要である。   On the other hand, in the present embodiment, after the induced voltage of the stator coils 14U, 14V, 14W intersects the reference voltage, switching between the energized phase and the non-energized phase at the timing when the time corresponding to an electrical angle of 30 ° has elapsed. Is done. That is, after the induced voltage and the reference voltage intersect, drive control is not performed until a time corresponding to an electrical angle of 30 ° elapses, and it is not necessary to switch between the energized phase and the non-energized phase.

そこで、本実施例において、制御装置40は、上記した判定時間Tp分の検知遅れ時間を補正してブラシレスモータ10の駆動制御を実行する。具体的には、ステータコイル14U,14V,14Wに誘起される誘起電圧が基準電圧と交差したことを検知した場合、その検知したタイミング(図3における時間t1)よりも前の、その検知に際して端子電圧VU,VV,VWが初めて基準電圧以上になったタイミング(図3における時間t2)を駆動制御に必要な基準時(誘起電圧が基準電圧と交差した時点)であったものとして事後的に設定し、その基準時から電気角30°に相当する時間を演算して通電相と非通電相との切り替えを行う。   Therefore, in the present embodiment, the control device 40 corrects the detection delay time corresponding to the above-described determination time Tp and executes drive control of the brushless motor 10. Specifically, when it is detected that the induced voltage induced in the stator coils 14U, 14V, and 14W intersects the reference voltage, the terminal is used for the detection before the detected timing (time t1 in FIG. 3). The timing when the voltages VU, VV, and VW first become equal to or higher than the reference voltage (time t2 in FIG. 3) is set later as the reference time necessary for drive control (when the induced voltage crosses the reference voltage). Then, a time corresponding to an electrical angle of 30 ° is calculated from the reference time to switch between the energized phase and the non-energized phase.

かかる構成によれば、ステータコイル14U,14V,14Wに誘起される誘起電圧が基準電圧と交差したことの検知が実際の交差時点から判定時間Tp分だけ遅れることに起因して、通電相と非通電相との切り替えが遅れるのを防止することができる。従って、本実施例のブラシレスモータ10の駆動装置12によれば、通電相と非通電相とを理想的なタイミングで切り替えることができ、ブラシレスモータ10の駆動制御を適切に行うことが可能となっている。   According to such a configuration, the detection that the induced voltage induced in the stator coils 14U, 14V, and 14W intersects the reference voltage is delayed by the determination time Tp from the actual intersecting time point, so It is possible to prevent delay in switching to the energized phase. Therefore, according to the drive device 12 of the brushless motor 10 of the present embodiment, the energized phase and the non-energized phase can be switched at an ideal timing, and the drive control of the brushless motor 10 can be appropriately performed. ing.

尚、上記の実施例においては、端子電圧VU,VV,VWがコンパレータ30U,30V,30Wの非反転入力端子に入力されることが特許請求の範囲に記載した「端子電圧検出手段」に、コンパレータ30U,30V,30Wが特許請求の範囲に記載した「比較手段」に、比較回路46が特許請求の範囲に記載した「時間判定手段」に、主制御回路48が比較回路46のハイ出力のタイミングに基づいてステータコイル14U,14V,14Wに誘起される誘起電圧が基準電圧と交差したことを検知することが特許請求の範囲に記載した「誘起電圧検知手段」に、主制御回路48が誘起電圧の基準電圧との交差を検知してロータ位置を特定することが特許請求の範囲に記載した「ロータ位置特定手段」に、判定時間生成回路52がPWM信号生成回路54からのPWM信号のデューティ比に応じて判定時間Tpを変更することが特許請求の範囲に記載した「第1の判定時間変更手段」に、判定時間生成回路52が基準電圧に応じて判定時間Tpを変更することが特許請求の範囲に記載した「第2の判定時間変更手段」に、主制御回路48が特定されたロータ位置に基づいて各相のステータコイル14への通電タイミングを制御することが特許請求の範囲に記載した「通電制御手段」に、それぞれ相当している。   In the above embodiment, the terminal voltage VU, VV, VW is input to the non-inverting input terminals of the comparators 30U, 30V, 30W. 30U, 30V, 30W are the “comparison means” described in the claims, the comparison circuit 46 is the “time determination means” described in the claims, and the main control circuit 48 is the high output timing of the comparison circuit 46. The main control circuit 48 detects that the induced voltage induced in the stator coils 14U, 14V, 14W intersects the reference voltage based on the “induced voltage detecting means” described in the claims. In the “rotor position specifying means” described in the claims, the determination time generation circuit 52 detects the crossing of the reference signal with the reference voltage. Changing the determination time Tp according to the duty ratio of the PWM signal from the generation circuit 54 is the “first determination time changing means” described in the claims, and the determination time generation circuit 52 corresponds to the reference voltage. Changing the determination time Tp is based on the “second determination time changing means” described in the claims, and the main control circuit 48 determines the energization timing to the stator coil 14 of each phase based on the specified rotor position. The control corresponds to the “energization control means” recited in the claims.

ところで、上記の実施例においては、比較回路46で用いるべき判定時間TpをPWM信号のディーティ比に応じて変更することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、PWM信号の周期に応じて変更することとしてもよい。その判定時間TpをPWM信号の周期よりも短い例えばその10%の時間に設定する。かかる構成においては、PWM信号の周期が何れであっても、そのPWM信号の周期を超えて判定時間Tpが設定されることは常に回避されるので、ノイズと正規の誘起電圧とを区別する精度を向上させることができ、その結果として、ノイズをできるだけ排除しつつロータ位置の検出を行うことが可能となる。   In the above embodiment, the determination time Tp to be used in the comparison circuit 46 is changed according to the duty ratio of the PWM signal. However, the present invention is not limited to this, and the period of the PWM signal is changed. It is good also as changing according to. The determination time Tp is set to, for example, 10% of the time shorter than the period of the PWM signal. In such a configuration, it is always avoided that the determination time Tp is set beyond the period of the PWM signal, regardless of the period of the PWM signal. Therefore, the accuracy of distinguishing noise from the normal induced voltage is avoided. As a result, it is possible to detect the rotor position while eliminating noise as much as possible.

本発明の一実施例であるブラシレスモータの駆動装置の構成図である。It is a block diagram of the drive device of the brushless motor which is one Example of this invention. 本実施例のブラシレスモータの駆動装置におけるロータ位置検出を行うための動作タイムチャートである。It is an operation | movement time chart for performing the rotor position detection in the drive device of the brushless motor of a present Example. 本実施例のブラシレスモータの駆動装置における特徴的な動作タイムチャートである。It is a characteristic operation time chart in the drive device of the brushless motor of this example. 本実施例のブラシレスモータの駆動装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。It is a flowchart of an example of the control routine performed in the drive device of the brushless motor of the present embodiment. 本実施例のブラシレスモータの駆動装置において判定時間Tpを計算するうえで用いるマップを表した図である。It is the figure showing the map used when calculating determination time Tp in the drive device of the brushless motor of a present Example.

符号の説明Explanation of symbols

10 ブラシレスモータ
12 駆動装置
14 ステータ
16 インバータ回路
17U 出力端子
30 コンパレータ
40 制御装置
44 カウンタ
46 比較回路
48 主制御回路
50 電圧値監視回路
52 判定時間生成回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Brushless motor 12 Drive apparatus 14 Stator 16 Inverter circuit 17U Output terminal 30 Comparator 40 Control apparatus 44 Counter 46 Comparison circuit 48 Main control circuit 50 Voltage value monitoring circuit 52 Judgment time generation circuit

Claims (5)

各相のステータコイルに生じる誘起電圧に基づいてロータ位置を特定するロータ位置特定手段を備えるブラシレスモータの駆動装置であって、
各相のステータコイルの端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、
前記端子電圧検出手段により検出される前記端子電圧を、前記ロータ位置特定手段によりロータ位置を特定するうえで基準となる基準電圧と比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果として前記端子電圧が前記基準電圧以上又は以下である状態が所定時間継続するか否かを判定する時間判定手段と、
前記時間判定手段により前記状態が前記所定時間継続したと判定した場合に、前記誘起電圧が前記基準電圧と交差したことを検出する誘起電圧検知手段と、
前記所定時間を、各相のステータコイルへの通電を制御するためのパルス幅変調信号のデューティ比又はデューティ周期が大きくなるのに応じて長くする第1の判定時間変更手段と、
を備えることを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。
A brushless motor drive device comprising rotor position specifying means for specifying a rotor position based on an induced voltage generated in a stator coil of each phase,
Terminal voltage detection means for detecting the terminal voltage of the stator coil of each phase;
Comparing means for comparing the terminal voltage detected by the terminal voltage detecting means with a reference voltage serving as a reference in specifying the rotor position by the rotor position specifying means;
Time determination means for determining whether or not a state in which the terminal voltage is equal to or higher than the reference voltage continues for a predetermined time as a comparison result of the comparison means;
And the induced voltage detecting means for detecting that when it is determined that the state has continued the predetermined time, the pre-Symbol induced voltage crosses said reference voltage by said time determination means,
First determination time changing means for increasing the predetermined time according to an increase in duty ratio or duty cycle of a pulse width modulation signal for controlling energization to the stator coil of each phase;
A drive device for a brushless motor, comprising:
各相のステータコイルに生じる誘起電圧に基づいてロータ位置を特定するロータ位置特定手段を備えるブラシレスモータの駆動装置であって、  A brushless motor drive device comprising rotor position specifying means for specifying a rotor position based on an induced voltage generated in a stator coil of each phase,
各相のステータコイルの端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、  Terminal voltage detection means for detecting the terminal voltage of the stator coil of each phase;
前記端子電圧検出手段により検出される前記端子電圧を、前記ロータ位置特定手段によりロータ位置を特定するうえで基準となる基準電圧と比較する比較手段と、  Comparing means for comparing the terminal voltage detected by the terminal voltage detecting means with a reference voltage serving as a reference in specifying the rotor position by the rotor position specifying means;
前記比較手段の比較結果として前記端子電圧が前記基準電圧以上又は以下である状態が所定時間継続するか否かを判定する時間判定手段と、  Time determination means for determining whether or not a state in which the terminal voltage is equal to or higher than the reference voltage continues for a predetermined time as a comparison result of the comparison means;
前記時間判定手段により前記状態が前記所定時間継続したと判定した場合に、前記誘起電圧が前記基準電圧と交差したことを検出する誘起電圧検知手段と、  An induced voltage detecting means for detecting that the induced voltage crosses the reference voltage when the time determining means determines that the state has continued for the predetermined time;
前記所定時間を、各相のステータコイルへの通電を制御するためのパルス幅変調信号のデューティ比又はデューティ周期に応じてデューティオン時間又はデューティ周期より短い時間に設定する第1の判定時間変更手段と、  First determination time changing means for setting the predetermined time to a time shorter than a duty on time or a duty cycle in accordance with a duty ratio or a duty cycle of a pulse width modulation signal for controlling energization to a stator coil of each phase When,
を備えることを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。  A drive device for a brushless motor, comprising:
前記第1の判定時間変更手段は、更に、前記所定時間を、前記基準電圧が大きくなるのに応じて長くすることを特徴とする請求項1又は2記載のブラシレスモータの駆動装置。 The first determination time changing means, further wherein the predetermined time before Symbol brushless motor driving device according to claim 1 or 2, wherein the reference voltage is characterized by long response to increases. 各相のステータコイルに生じる誘起電圧に基づいてロータ位置を特定するロータ位置特定手段を備えるブラシレスモータの駆動装置であって、
各相のステータコイルの端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、
前記端子電圧検出手段により検出される前記端子電圧を、前記ロータ位置特定手段によりロータ位置を特定するうえで基準となる基準電圧と比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果として前記端子電圧が前記基準電圧以上又は以下である状態が所定時間継続するか否かを判定する時間判定手段と、
前記時間判定手段により前記状態が前記所定時間継続したと判定した場合に、前記誘起電圧が前記基準電圧と交差したことを検出する誘起電圧検知手段と、
前記所定時間を、前記基準電圧が大きくなるのに応じて長くする第2の判定時間変更手段と、
を備えることを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。
A brushless motor drive device comprising rotor position specifying means for specifying a rotor position based on an induced voltage generated in a stator coil of each phase,
Terminal voltage detection means for detecting the terminal voltage of the stator coil of each phase;
Comparing means for comparing the terminal voltage detected by the terminal voltage detecting means with a reference voltage serving as a reference in specifying the rotor position by the rotor position specifying means;
Time determination means for determining whether or not a state in which the terminal voltage is equal to or higher than the reference voltage continues for a predetermined time as a comparison result of the comparison means;
And the induced voltage detecting means for detecting that when it is determined that the state has continued the predetermined time, the pre-Symbol induced voltage crosses said reference voltage by said time determination means,
A second determination time changing means for increasing the predetermined time according to an increase in the reference voltage;
A drive device for a brushless motor, comprising:
前記ロータ位置特定手段により特定されるロータ位置に基づいて各相のステータコイルに通電するタイミングを制御する通電制御手段を備えることを特徴とする請求項1乃至の何れか一項記載のブラシレスモータの駆動装置。 Brushless motor according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a current supply control means for controlling the timing of energization to each phase of the stator coils on the basis of the rotor position specified by the rotor position specifying means Drive device.
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